package sjg.DataStructures.tree.huffman;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

/**
 * 赫夫曼树 - 最优二叉树
 */
public class HuffmanTree {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {13, 7, 8, 3, 29, 6, 1};

        System.out.println("转为赫夫曼树。");
        Node huffmanTreeRoot = createHuffmanTree(arr);
        preOrder(huffmanTreeRoot);

        // Node root = new Node(1);
        // Node left1 = new Node(2);
        // Node right1 = new Node(3);
        // Node left2 = new Node(4);
        // Node right2 = new Node(5);
        // Node left3 = new Node(6);
        // Node right3 = new Node(7);
        // root.left = left1;
        // root.right = right1;
        // left1.left = left2;
        // left1.right = right2;
        // right1.left = left3;
        // right1.right = right3;
        // // 手写前序遍历
        // preOrder(root);
    }

    /**
     * 步骤：
     * 1. 从小到大排序，将每一个数据，每一个数据都是一个节点，每个节点都可以看成是最简单的二叉树
     * 2. 取出根节点最小的两颗二叉树
     * 3. 组成一个新的二叉树，该新的二叉树的根节点的权值是前面两颗二叉树根节点权值的和
     * 4. 再将这颗新二叉树，以根节点权值大小，再次排序，不断重复1-2-3-4的步骤，直到所有数据被处理，就得到一颗 赫夫曼树
     *
     * @param arr 需要创建为赫夫曼树的数组
     * @return 创建好的赫夫曼树的 根节点
     */
    private static Node createHuffmanTree(int[] arr) {
        // 遍历数组，将每个数组构建成一个Node
        List<Node> nodes = new ArrayList<>();
        for (int i : arr) {
            nodes.add(new Node(i));
        }
        while (nodes.size() > 1) {
            // 排序 从小到大
            Collections.sort(nodes);
            System.out.println("nodes = " + nodes);

            // 取出最小权值的两颗二叉树
            Node leftNode = nodes.get(0);
            Node rightNode = nodes.get(1);
            // 创建一个新的二叉树
            Node parent = new Node(leftNode.value + rightNode.value);
            parent.left = leftNode;
            parent.right = rightNode;

            // 删除处理过的二叉树
            nodes.remove(leftNode);
            nodes.remove(rightNode);
            // 将parent加入到nodes
            nodes.add(parent);
        }
        return nodes.get(0);
    }

    /**
     * 前序遍历
     */
    private static void preOrder(Node root) {
        // 判空 | only root
        if (root == null) {
            System.out.println("树为空，无法遍历~");
        } else {
            root.preOrder(root);
        }
    }
}

/**
 * 创建节点类 - 实现 Comparable 接口 - 为了让Node对象持续排序 Collections 集合
 */
class Node implements Comparable<Node> {
    int value; // 节点值
    Node left; // 左节点
    Node right; // 右节点

    public Node(int value) {
        this.value = value;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Node[value = " + value + "]";
    }

    /**
     * 前序遍历
     *
     * @param root 根节点
     */
    public void preOrder(Node root) {
        // 前序遍历
        // 中
        System.out.println(this);
        // 左
        if (root.left != null) {
            root.left.preOrder(root.left);
        }
        // 右
        if (root.right != null) {
            root.right.preOrder(root.right);
        }
    }

    @Override
    public int compareTo(Node o) {
        // 从小到大排序
        return this.value - o.value;
    }
}